Новые ингибиторы протеаз могут помочь в выращивании картофеля без ограничений

Большинство современных культурных сортов картофеля восприимчивы к мягкой гнили и чёрной ножке, вызываемым видами Pectobacterium, в отличие от их дикого предка. Конкретные гены устойчивости пока неизвестны, что делает Pectobacterium серьёзной угрозой для мирового производства картофеля.

Исследователи из Университета штата Колорадо изучили, как дикий картофель из Южной Америки (Solanum chacoense M6) может противостоять этим болезням.

Ранее было показано, что дикий картофель производит метаболиты, снижающие вирулентность бактерий. В новом исследовании, опубликованном в Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI), учёные сравнили белковые профили дикого и культурного картофеля и обнаружили второй набор молекул — ингибиторы протеаз, — которые также препятствуют развитию болезни.

Исследователи клонировали ДНК нескольких генов ингибиторов протеаз и очистили кодируемые ими белки. При тестировании на бактериях эти белки вызывали изменение формы и странное слипание бактерий, подавляли их способность разрушать растительные клетки и даже затрудняли их подвижность.

Цель работы — вывести следующее поколение сортов картофеля, устойчивых к патогенам, что снизит потери от гнили и потребность в химических обработках.

«Наше открытие — второй механизм устойчивости, который мы наблюдаем у этого вида растений, S. chacoense. Это подтверждает идею, что дикие виды растений эволюционировали с множеством факторов устойчивости, или своей собственной "пирамидой" признаков, которые можно перенести в нашу пищевую и декоративную растениеводческую отрасль», — комментирует автор-корреспондент Адам Хойбергер.

Набор защитных признаков считается устойчивым, потому что он затрудняет способность бактерий преодолеть это сопротивление. «Они могут эволюционировать, чтобы избежать одной молекулы, только чтобы получить удар по голове от другой», — отмечает Хойбергер.

Идентифицированные в этом исследовании ингибиторы протеаз могут принести долгосрочную пользу программам селекции картофеля, а также потенциально иметь более быстрый эффект в качестве очищенных белков для защиты растений в поле.